Компьютерные датчики своими руками

Детекторы и датчики

Это ультразвуковой эхолокатор, с звуковой сигнализацией приближения на пороговое расстояние. Его можно использовать как сигнализатор приближения к чему-либо. В основе устройства лежит генератор ультразвука с акустической обратной связью. Элементами датчика являются ультразвуковой микрофон .

Это устройство предназначено для приблизительной оценки расстояния до объекта. Оно состоит из ИК-передатчика и ИК-приемника. Принцип действия основан на измерении уровня отраженного ИК-сигнала. Передающая схема построена на микросхеме D1. На её элементах сделан мультивибратор, генерирующий .

В охранных системах и системах автоматики применяются различные датчики.Здесь приводятся схемы трех проверенных опытным путем датчиков. Один акустический, другой сейсмический (реагирует на удары, вибрацию. ), третий оптический (реагирует на резкое изменение освещенности в помещении) .

Эта простая схема, собранная из подручных материалов, предназначена для включения нагрузки, например, осветительного прибора, когда в месте установки датчика — фоторезистора темно, и выключения его, когда светло. Такие приборы зачастую называют «сумеречными таймерами» .

Практически данное устройство представляет собой часы, соединенные с фотореле. Основой послужили электронные часы на микросхемах К176ИЕ12, К176ИЕЗ и К176ИЕ4, сделанные лет 10-15 тому назад. Переделка коснулась узла на микросхеме К176ИЕ12, который служит для генерации импульсов с периодом .

В статье предложены варианты пассивных и активных (на ОУ широкого применения и на специализированной микросхеме) датчиков, собранных на основе трансформатора тока. Нередко требуется измерять или контролировать ток, потребляемый от электрической сети различными нагрузками, например электроприборами .

Схема очень простого детектора радиопередатчиков, построен на двух транзисторах и может найти маломощный передатчик работающий на частоте до 1000МГц. Не секрет, что многих людей в нашей стране охватила «шпиономания». Простые граждане, видят себя не менее чем Джеймсом Бондом, и при первой же .

Описанная в чешском радиолюбительском журнале схема позволяет идентифицировать не только изменения яркости объектов на мониторе, но и зафиксировать движение, например, людей или автомобилей в обозреваемом видеокамерой пространстве. По данным первоисточника, чувствительность системы столь .

Прибор предназначен для проверки идентичности различных веществ: жидких, сыпучих, органических и минеральных. Прибор позволяет сравнивать одинаковые вещества и обнаруживать в них примеси. Основное назначение прибора — экспресс-анализ, проводимый по относительным показаниям стрелочного индикатора .

Устройство предназначено для автоматического включения света, когда вы находитесь за рабочим столом (или перед мойкой на кухне) и выключения света, когда вас там нет. Многие забывают выключать свет на рабочем месте или на кухне, а это влечет за собой повышенный расход электроэнергии. На рисунке .

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Самодельный измеритель температуры компьютера

Предметом размышления была возможность измерения трех температур (ЦП, ГП и воздуха в корпусе), выводимых на дисплей в отсеке от HDD 3,5 дюйма. Результат будет по задумке представлен на трех 7-сегментных LED дисплеях. Дополнительным элементом должен был стать USB-порт, который позволит переместить внутренний USB-разъем, присутствующий на плате расширения PCI, в более рациональное место, то есть на переднюю часть корпуса и, конечно же, также использовать это напряжение для питания термометра.

У проекта было два подхода к делу:

• 1) все они были размещены на одной печатной плате, соответствующей отсеку, и каким-то образом закреплены в отсеке в корпусе компьютера.

+ экономия времени при выполнении (только одна плата)
— нет необходимости использовать дополнительные розетки / штекера для подключения нескольких плат
— необходимость вертикального монтажа гнезда USB
— необходимость тщательного проектирования печатной платы и всех радиоэлементов.

• 2) Дисплеи размещены на первой плате, а остальные детали на второй, соединены с помощью штыревого разъема под 90 градусов. Вторая плата будет крепиться к отсеку снизу.

+ USB-разъем можно установить горизонтально на второй плате
+ больше места на второй плате для размещения компонентов
— необходимость сделать 2 печатные платы.

В итоге выбрал первый метод.

Схема термометра для процессора, видеокарты и БП ПК

AVR Atmega 8 в миниатюрном корпусе TQFP32 идеально подходит для такого типа проектов, в качестве датчиков температуры были выбраны DS18B20, работающие по шине 1-W3ire.

Для управления анодами дисплея использовал транзисторы PNP BC857 (IcMAX = 100 мА, IcPeak = 200 мА) в корпусе SOT23 (каждый сегмент дисплея имеет фиксированный ток при Iseg = 20 мА: Rcathode = (VCC — VGreenLed) / Iseg = (5V — 1,8V) ) / 20 мА = 160R =

Таким образом, в сумме со всеми включенными сегментами это дает 7 х 21 = 147 мА. Однако каждый дисплей включен только на 1/6 своего времени, поэтому средний ток составляет 147 мА / 6 = 25 мА.

Транзисторы должны работать как ключи, поэтому в соответствии с диапазоном усиления (100…800), выбирая наихудшее усиление и запас прочности x3:

Ib = 3 х Ic / 100 = 3 х 147 мА / 100 = 4,4 мА
Rb = (Vcc — Vbe ) / Ib = (5V — 0.7V) / 4,4 мА = 970R = 1k

Одной из дилемм был способ подключения термометров к компьютеру.

• 1) каждый может быть подключен к отдельной линии передачи данных.

— больше используемых контактов
— термометры можно подключать к любым разъемам, потому что разъем 1 всегда будет связан с дисплеем 1, а 2 с дисплеем 2 и т. д.

• 2) все они могут быть подключены к общей линии передачи данных.

+ сохранение пина
— необходимость связать уникальный серийный номер с данным датчиком (то есть числа, вшитые в код микропроцессора или какой-либо другой метод настройки).

Выбор пал на метод 1. Решил проблему с USB-разъемом, просто согнув его контакты по вертикали и припаяв все это тоже к металлической части корпуса, таким образом обеспечивая их постоянную защиту.

К сожалению, с самого начала все пошло не так, как должно:

После изготовления платы программатор вообще не обнаружил микроконтроллер. Оказалось, что виновником была линия MOSI, которую также использовал для управления сегментом D. Во время программирования все линии ввода / вывода микроконтроллера находятся в состоянии высокого сопротивления, что означает транзисторы управления анодом могут переключаться сами.

В результате такой транзистор высвобождает напряжение питания на линии MOSI / CD, и, несмотря на последовательно включенный резистор 160R, программатор не может управлять этой линией. Конечно, все специальные линии (MOSI, MISO, SCK) могут использоваться во время работы микроконтроллера любым способом, как и любой из его выводов. Но следует помнить, что к этим линиям не подключается никакой вывод от другой внешней схемы, потому что тогда при попытке программирования микроконтроллер не сможет управлять этими линиями.

Решением было заменить вывод, управляющий линией CD, на другой (отсюда и красный кабель, видимый на плате).

Снова не получилось общаться с термометрами (несмотря на то, что была собственная написанная и протестированная библиотека). Оказалось, что забыл про внешние резисторы, подтягивающие эту линию к питанию (4,7 кОм), а встроенные в Atmega резисторы (30-50 кОм) оказались слишком большими. Пришлось добавить резисторы SMD на плату.

Термометр в среднем гнезде не заработал — причиной было короткое замыкание на землю по этой линии, возникшее во время пайки.

Дисплей мигал. Для поддержки протокола 1-Wire требуется соблюдение временных зависимостей во время передачи, а это означает, что прерывания должны быть отключены в это время, что может продлить выполнение критического кода, нарушая передачу. Однако отключение прерываний, которые, в свою очередь, выполняют сегменты кода 7 обработки дисплея, вызывает их заметное мигание. Здесь решение заключалось в отключении прерывания не на все время обработки показаний температуры, а только в критических ситуациях (на время передачи / чтения каждого отдельного бита в протоколе 1-Wire).

Крепление термометра к корпусу ПК

Здесь использовались отрезанные соответствующим образом куски текстолита, которые припаял к передней пластине, создав форму, которая идеально вписывалась в отсек. Просверленные отверстия под винты М3 с припаянными гайками позволят прикрутить все это к корпусу без проблем. Переднюю панель сделать сам — это должна быть просто пластиковая заглушка с прорезями для дисплеев и разъем USB.

Источник

Датчик из компьютерной мышки

В обычной механической, компьютерной мышки есть два оптических датчика, которые можно использовать для своих нужд. Такие датчики применяются для определения положения предметов, например: закрыта ли дверь, или сколько раз провернулся вал. Самый оптимальный способ, это использовать уже готовую платку и микросхемку, особенно если в системе предполагается использовать микроконтроллер, они обычно уже имеют входы поддержки интерфейса RS-232. Если же такой возможности нет, можно использовать схему на рисунке.

Датчик разделен на две части передающая (VD1) и принимающая (VD2). Передающая это светодиод работающий в инфракрасном диапазоне, а принимающая это два фотодиода в одном корпусе. Понятно, что два — для того чтобы можно было определить в какую сторону крутится колосеко мышки.

R1 — задает ток для светодиода. R2 служит для преобразования тока фотоприемника в напряжение (не использованная ножка VD2 это выход второго фотоприемника). Напряжение на этом сопротивлении меняется от 1.5В (нет света) до 3.4В (есть свет). Нижний предел в 1.5В слишком велик для переключения цифровой TTL схемы, в которой порог переключения составляет 0.8В. Поэтому используется операционный усилитель DA1 в режиме компаратора. Пороговое напряжение для него задает резистивный делитель R3, R4 которое составляет 2.5В. Можно считать, что с выхода DA1 идет уже цифровой сигнал.

Для уменьшения случайных наводок и ложных срабатывания, можно ввести гистерезис в уровни переключения DA1. Для этого нужно включить условно показанные резисторы R6, R7 (R6 в разрыв между R2 и DA1). Чем ближе номинал R6 к R7 тем шире будет петля гестерезиса или тем дальше друг от друга будут уровни переключения из «0» в «1» и из «1» в»0″. Так при приведенных номиналах уровень переключения из «0» в «1» 2.8В, а из «1» в «0» 2.1В.

Далее для примера изображена простенькая схемка индикации из инвектора DD1 и светодиода. Когда между VD1 и VD2 будет находится предмет мешающий прохождению света, будет гореть светодиод VD3.

Необходимо учитывать возможность внешних, мешающих, воздействий. Датчик также хорошо принимает излучение, как на стороне передатчика так и с противоположной. Когда я испытывал схему, она реагировала на настольную лампу. Поэтому датчик нужно помещать в какой ни будь корпус, защищающий его от внешнего света.

Источник

Простой датчик движения своими руками

Возможность контролировать перемещение людей в определенной области позволяет наладить автоматическое включение и выключение света, отпирание и закрытие дверей или вовремя зафиксировать появление злоумышленников. Реализовать такую опцию на практике помогает датчик движения, срабатывающий в случае перемещения определенного объекта в его рабочей области. Однако далеко не всегда есть возможность приобрести такое оборудование по ряду причин. Поэтому в данной статье мы рассмотрим вопрос о том, как датчик движения своими руками.

Виды датчиков движения

Основной задачей датчика движения является фиксация перемещения в заданной области. Как только объект пересечет указанную черту, или займет локацию в охватываемой датчиком области, сенсор воспримет это явление и передаст соответствующий сигнал. В обиходе, на сегодняшний день, присутствует достаточно большое разнообразие подобных устройств, отличающихся как функционалом, так и принципом действия:

• инфракрасные – основаны на принципе изменения состояния электронного ключа под воздействием светового излучения;
• радиоволновые – посылают в заданную область определенную частоту радиоволн, в случае появления препятствия волны отражаются и антенна воспринимает это излучение, подавая соответствующий сигнал в ответ;
• тепловые – реагируют на появление предметов с определенной температурой в зоне охвата, пригодны для использования в помещениях или после захода солнца;
• магнитные – представляют собой аналог кнопки, устанавливаемой на двери или калитке, срабатывают при открытии, такой тип датчика имеет существенные ограничения в работе;

Тепловые датчики движения будут сбоить при установке их на кухне около обогревателей и других источников тепла. Аналогичным образом боится воздействия помех и радиоволновой датчик. Поэтому широкое распространение получили инфракрасные устройства, работающие за счет фотореле, изменяющего уровень сопротивления при попадании световых волн. Наиболее простым и понятным в изготовлении будет инфракрасный датчик движения.

Схемы датчиков движения

Принцип действия датчика движения основывается на показаниях измерительного элемента, фиксирующего изменения определенного параметра в окружающей среде. В качестве воспринимающего элемента мы рассмотрим пиромодуль (PIR элемент) или фоторезистор, которые будут реагировать на изменение инфракрасного излучения. Наипростейшей схемой такого датчика является:

Рис. 1. Схема датчика на пиромодуле

Как видите на рисунке 1, пиромодуль PIR D203S включает в себя несколько элементов:

• непосредственно сам пироэлектрик PIR;
• полевой транзистор T1;
• шунтирующий резистор R1.

Работа схемы происходит следующим образом: при попадании света на PIR датчик он изменяет параметр электрической величины и открывает цепь для протекания тока через нагрузку. Это наиболее простой вариант сенсора для датчика движения, вместо него можно использовать отечественный образец ПМ-4. Подключение последнего будет производиться немного сложнее и потребует отдельной установки некоторых радиодеталей. Схема подключения датчика ПМ-4 приведена на рисунке ниже:

Рис. 2. Подключение сенсора ПМ-4

Данная модель PIR элемента, в отличии от предыдущей, имеет восемь выводов, 5 из которых нам понадобятся для подключения. Как видите на схеме 2, подключение происходит следующим образом:

• выводы 1,6 и 8 необходимо объединить для подключения к минусовой шине;
• клемма 8 подключается к клемме 2 через резистор R1;
• вывод 2 подсоединяется к затвору транзистора VT1;
• клемма 4 датчика подсоединяется к истоку транзистора VT1.

Нагрузка или рабочий электроприбор подсоединяется к стоку полупроводникового элемента. ПМ-4 гораздо чаще встречается у радиолюбителей, поэтому его проще найти в качестве подручного помощника. Но при отсутствии таковых из ситуации поможет выйти и обычный биполярный транзистор, если с него удалить верхнюю крышку, чтобы открыть доступ света к кремниевому кристаллу. В этом случае, на его основе также можно собрать датчик движения своими руками, рабочая схема такого датчика приведена на рисунке 3 ниже:

Рис. 3. Схема датчика движения на основе транзистора

Так как регулировка открытого и закрытого положения в датчике движения будет осуществляться за счет попадающего на кристалл светового потока, база удаляется и в работе схемы не участвует. В остальном схема будет работать по такому принципу:

• при попадании света на открытый кристалл транзистора VT1 он откроется, и ток будет протекать через его цепь и усилитель DA1 к нагрузке;
• в случае прекращения подачи светового потока на VT1 переход закроется и напряжение в точке А устремиться к нулю, конденсатор C1 начнет разряжаться;
• питание нагрузки прекратится за счет закрытия фототранзистора, а возобновление наступит лишь после того, как барьер между источником света и приемником покинет заданную область;

Рис. 4. Препятствие между источником и приемником

• на выход датчика движения можно подключить реле или контактор, которое будет управлять включением или отключением прожектора освещения.

На схеме R1 совместно с конденсатором C1 представляют собой времязадающую цепочку, поэтому от их параметров будет зависеть результат включения нагрузки. В нашем примере, наиболее часто встречается подключение освещения от датчика движения. Регулируемый резистор R2 установлен в цепь обратной связи усилителя, и чем больше его номинал, тем эффективнее работа усиления, но снижается устойчивость всей схемы. Поэтому подбор этих трех элементов нужно производить опытным путем, на рисунке выше приведены лишь приблизительные параметры.

Что потребуется для изготовления?

Для того чтобы собрать датчик движения своими руками вам понадобиться перечень радиоэлементов, изложенный в списке, если вы используете какую-либо другую схему, то детали подбираются под нее:

• фоторезистор (при отсутствии можно заменить модернизированным транзистором, как рассматривалось на рисунке);
• емкостной элемент;
• усилитель с возможностью установки обратной связи;
• два резистора, один из которых имеет функцию регулировки;
• реле или контактор в качестве исполнительного блока;
• светодиод или лазерная указка для источника освещения;

Рис. 5. Светодиод в качестве источника освещения

• соединительные провода и плата.

Из инструментов вам пригодятся кусачки, паяльник и припой, если в ход пойдет монтажная плата, то возьмите любое приспособление для распила или отделения по точкам. Заметьте, что все соединения электрических деталей в соответствии с п.2.1.21 ПУЭ должны производиться пайкой, болтовым соединением, обжимом или опрессовкой, поэтому ни в коем разе не делайте скруток. Последний вариант актуален на этапе проектирования и подборки элементов, когда все узлы датчика движения находятся под вашим непосредственным контролем.

Процесс изготовления датчика движения пошагово

Качество и полученный результат при сборке датчика движения своими руками напрямую зависит от вашей осведомленности в радиомоделировании и наличия определенных навыков. Поэтому чтобы исключить элементарные неточности и ошибки мы приведем пошаговую инструкцию по изготовлению датчика движения:

Общее время: 1 час

Проверьте целостность деталей

Предварительно подготовьте радиодетали для датчика движения из предыдущего списка и проверьте их целостность визуальным осмотром.

Нанесите разметку на плату

Приложите детали к монтажной плате, рассчитайте их количество и способ расположения, исходя из принципа и схемы соединения датчика движения. Когда нужное число отверстий или размеры будут у вас, отметьте их на плате.

Отпилите по линии разметки часть платы

При помощи слесарного инструмента отпилите выделенный участок по нанесенной разметке. Во время распила платы весь массив желательно закрепить в тисках или прижмите к столу, так процесс будет легче, а линия отделения получится ровной.

Обработайте края напильником

Если у вас получились серьезные огрехи по краю платы или вам принципиально нужны ровные края для датчика движения, то их следует обработать наждачкой или напильником.

Вставьте детали в отверстия на плате

Установите все элементы в отверстия на плате. Монтаж производится таким образом, чтобы детали входили плотно, не болтались и не мешали поместить конструкцию в корпус.

Припаяйте элементы на плату

С помощью паяльника и олова припаяйте все элементы сенсора движения на плату.

Подключите к прибору освещения

Теперь вы получили готовое устройство для фиксации движения, который можно подключить через реле к прибору освещения. Рекомендую обязательно опробовать работу перед установкой.

Заметьте, что в случае наружной установки совместно с прибором освещения важно обеспечивать достаточный уровень защиты от проникновения пыли и влаги. Поэтому собранная плата помещается в герметичный корпус, а все отверстия прорабатываются герметиком.

Источник